PLC在环形炉燃烧控制系统中应用.pdfVIP

钢管学会五届五次年会·论文集一工艺技术装备 PLC在环形炉燃烧控制系统中的应用 王建中，杨涛，杨庆 (天津钢管集团股份有限公司，天津300301) 摘要：PLC不仅在数字信号控制方面有着良好的应用，并且在传统的模拟量方面也具 备了与传统的DCS控制系统大致相当的功能。天津钢管集团股份有限公司460厂在环形炉上采用 PLC实现炉温自动控制取得明显效果，介绍了该自动控制系统结构、双交叉控制系统和热空气的温度补偿。 关键词：环形炉；PLC：双交叉；热风补偿 0引 言 天津钢管集团股份有限公司460厂环形炉采用SIMENSS7对设备进行控制，使用至今，效果良 好，设备运行稳定。现在介绍PLC在环形炉燃烧控制系统中的应用情况。 l环形炉加热工艺及要求 用 途 连铸坯加热 出炉温度 1 260l280℃ 加热最终温差+10℃ 燃 386kJ／Nm3 料 天然气，H。=35 环形炉使用侧加热和顶部加热，6个加热控制区。通过调节各段燃料供应量，最大限度地利用 热能保证坯料的加热工艺和均热要求。 烟气在炉子中与坯料运动方向逆向流动，经排烟口排除。 2环形炉燃烧仪控系统组成 在结构上，使用直焰烧嘴和平焰烧嘴，沿着坯料运行的方向进行坯料加热。共分为8个区，4 段。0～1段为预热段，2～5段为加热段，6段为均热段，7段为出料段。 1)仪控检测系统 通过热电偶采集O～7段和热风温度、换热器前后温度，传送到PLC的远程站上的专用的的电 偶输入模块，直接将电偶的毫伏信号进行转化，同时安装在管路孔板上的压力差压变送器采集并转 换成标准信号(4～20mA)送入PLC，上位机计算后参与控制。 2)炉压控制 炉压控制包括助燃空气压力控制、天然气压力控制、炉内压力控制三部分。以保证助燃空气和 天然气压力稳定，使燃烧顺利进行；炉内压力要保持在一定范围内，过高会使炉门喷火损伤炉体及 设备，过低则冷空气进入炉体影响燃烧质量和效果。 3)换热器保护 换热器起到节约能源、助燃的作用，换热器的温度不能过高。过高损坏设备或者降低设备寿命； 4)燃烧控制 燃烧控制部分是由温度控制和流量控制两部分组成，并辅有流量的温压补偿，具体在文章后面 做详细的介绍。 5)外围仪表构成 仪控系统16套，均采用PID调节方式控制，具备手／自动切换功能，执行机构18套，其中16 套采用模拟量输出控制，2套数字量输出直接控制启停。 16套PID控制为：l～6段天然气流量控制，l～6段空气流量控制．稀释空气阀执行器；放散空 202 “*{±^“^A c11÷·论文簟 I：技术差备 气删执行器；卒气入u阀执行器烟道闸扳控制执行器；炉压执行器 PLC站构如图l所币。 匝叠盈■■■●■I M …… _一…一……… j“E j‘“一I i…’“l j’+峨 衄堕堕旦婴 目I PLC结构示意 其tp，远程站MRI实现对风机(助燃和稀释风机)相关参数控制，MR3主要对主管路安全方 面快速控制，MR2、MR4实现炉子上各段的控制。 3燃烧控制原理及实现策略 1)温压补偿 在气体流量控制中，由于气体所处的温度、压山小lⅫ，需要进行温』1、补偿。训算公式如r： I squart[(To+2735)×(Pm+只tmy(L+27315)X尸d】 Q。一=凸。一o r 66 #mTd=450℃、‰=101kPa、Pf-10916kPa，则： 1 1 squart[